1. Educación

Proyecto
BARCO ECOLÓGICO DE VUELTA AL MUNDO
ÍNDICE
01
02
03
04
EL PROYECTO
EL BARCO
EL DISEÑO
LA
CONSTRUCCION
05
14
16
EL DESARROLLO
DEL PROYECTO
1- Arquitectura
del barco
EL DESARROLLO
DEL PROYECTO
2- Generación
de energía
EL DESARROLLO
DEL PROYECTO
3- Alimentación
de energía
EL PROYECTO
DAR LA VUELTA AL MUNDO EN REGATA RECICLANDO
Oceanic Team presenta el “IMOCAeco” 100%
reciclado y respetuoso con el medioambiente.
Hemos iniciado un estudio para construir el
primer barco de regatas de vuelta al mundo
totalmente ecológico.
Un innovador proyecto donde se une el
progreso científico y ecológico, con la
navegación a vela más extrema como es una
vuelta al mundo.
Dotaremos a nuestro IMOCAeco de una
propulsión al 100% por energías renovables con
un motor eléctrico/hidrogeno de cero emisiones
y una construcción realizada al 100% con
materiales reciclados y resinas polímeras
naturales.
Nuestro objetivo final no es ganar regatas, es
ganar competitividad con este barco y demostrar
al mundo que el respeto al medio ambiente
también es posible en el deporte.
01
El barco
IMOCA 60, LOS FORMULA ONE DE LA VELA OCEANICA
Estas regatas de vuelta al mundo se disputan a
bordo de los barcos IMOCA 60, que están
especialmente diseñados para la navegación
oceánica en solitario o en doble.
Nacido en 1986 aunque constantemente
actualizado, este barco es uno de los
monocascos de competición más rápidos de la
actualidad. Está construido en materiales
"composites", para ser a la vez lo más ligero
posible, lo que se traduce en un aumento de
velocidad y lo suficientemente sólido para resistir
las duras condiciones meteorológicas.
Se trata de una “clase open”. Es decir, los
diseñadores tienen libertad para concebir los
barcos, pero siempre dentro de unos límites,
unas medidas máximas, que en el caso de los
IMOCA 60 son: 60 pies (18,29 metros) de eslora,
4,5 metros de calado y 29 metros de altura del
mástil.
02
EL diseño
INNOVACION TECNOLOGICA AL SERVICIO DE LA SOCIEDAD
Para Oceanic Team y su equipo de I+D, la
principal dificultad está encontrar la integración
del “IMOCAeco” y su comportamiento, en este
tipo de regatas.
El diseño y la indagación de nuevos materiales
composites reciclados y la utilización de resinas
naturales a través de un diseño experimental,
servirá para que aporten la fiabilidad necesaria
en un banco de pruebas totalmente definido
para estas características de navegación extrema.
Finalmente su alimentación únicamente con
energías renovables y un motor
electrico/hidrogeno finalizarán la integración
total con los demás componentes de la
embarcación, para conseguir el máximo
rendimiento y competitividad.
La Facultad de Náutica de Barcelona participará
activamente en la ingeniería del “IMOCAeco”.
03
La construccion
ULTIMA GENERACION PERO CON MATERIALES RECICLADOS
A raíz de un minucioso estudio, Oceanic Team
ha llegado a varios convenios de cooperación
con empresas productoras de este tipo de
composites reutilizados y reciclados.
Los estudios y ensayos realizados en estos
materiales aseguran un características mecánicas
cercanas al 95% en relación a unos de nueva
producción, por lo que la viabilidad del proyecto
es 100% factible, fiable y dependiendo del
diseño, altamente competitiva.
La importancia del avance tecnológico en este
tipo de barcos, es actualmente mucho más
acentuada, gracias a la aceptación para la
utilización de los apéndices de tipo “Foil” en las
Orzas de deriva por parte de la clase IMOCA 60.
04
El desarrollo del proyecto
1- ARQUITECTURA DEL BARCO / A- Carena
05
Se ha propuesto el estudio de una carena cuyas
formas en la popa definan tres planos curvados
de navegación. En primer lugar se considerarán
siete modelos distintos, cumpliendo todos ellos
con las especificaciones de las reglas establecidas
para los IMOCA Open 60 en cuanto a
dimensionamiento, y se ensayarán a escala 1:7
en un canal de ensayos hidrodinámicos para
obtener una primera aproximación de la
resistencia al avance que producírá cada uno de
ellos. Posteriormente se escogerán dos de éstos
modelos y se analizarán mediante un software
basado en dinámica de fluidos para predecir su
funcionamiento en situaciones reales y elegir el
que ofrezca mejores prestaciones. Para asegurar
los resultados teóricos obtenidos, se construirá la
carena elegida a escala 1:3 para analizarla con
diferentes juegos de apéndices y configuraciones
en el Canal de Ensayos CEHIPAR.
Finalmente todos sus materiales
de construcción, incluidos moldes
serán 100% reciclados.
El desarrollo del proyecto
1- ARQUITECTURA DEL BARCO / A- Cubierta
Una vez definida la carena, cuyo diseño se
caracteriza por ser eficiente hidrodinámicamente,
se diseñará la cubierta de la embarcación, que
deberá contribuir a reducir el volumen y
cantidad de los refuerzos interiores del casco
para optimizar en la medida de lo posible el peso
del barco; por tanto, se considerará como un
elemento estructural más. Este hecho propiciará
el desarrollo de una cubierta estructural,
innovadora dentro de este campo.
Finalmente todos sus materiales de construcción,
incluidos moldes serán 100% reciclados.
06
El desarrollo del proyecto
1- ARQUITECTURA DEL BARCO / A- Coach Roof
El coach roof es el nombre con el que se
denomina a la superestructura de la
embarcación, se encuentra situada sobre
cubierta y ofrece cierta protección contra las
condiciones meteorológicas adversas como el
viento, la lluvia, etc. Esta superestructura debe
ser aerodinámicamente eficiente produciendo
una resistencia al avance mínima y debe
contribuir a la estructura total del barco y a una
rápida evacuación de los fluidos embarcados por
la cubierta. Según estos principios, se diseñará un
coach roof basado formas aerodinámicas e
hidrodinámicas eficientes.
Finalmente todos sus materiales de construcción,
incluidos moldes serán 100% reciclados.
07
El desarrollo del proyecto
1- ARQUITECTURA DEL BARCO / A- Coach Roof
El cockpit representa el puesto de mando, la
parte interna del coach roof y lo que se
encuentra a la popa de éste. En él se disponen
todos los elementos necesarios para poder
realizar las maniobras de la embarcación
(winches, caña del timón, etc.) con comodidad y
seguridad. La optimización de su diseño será
parte indispensable del proyecto debido a las
cargas que soportan los winches y la
habitabilidad del patrón.
Finalmente todos sus materiales de construcción,
incluidos moldes serán 100% reciclados.
08
El desarrollo del proyecto
1- ARQUITECTURA DEL BARCO / A- Mastil y Jarcia
El mástil se diseñará retrasado en comparación
con los existentes de los IMOCA Open 60,
consiguiendo una vela mayor de menor
superficie y una disminución de las dimensiones
y peso de la botavara, permitiendo además un
incremento importante de las velas de proa, con
lo que se consigue un mayor rendimiento con
vientos portantes. Debido al elevado riesgo de
rotura del mástil con una construcción con fibras
de carbono recicladas, no se optara por la
construcción de uno nuevo y se realizara un
estudio de mercado para la compra de uno
reutilizado. El diseño del apoyo del mástil se ha
decidido por la configuración más segura para la
navegación que es un mástil pasante.
La jarcia en monolítico, también será reutilizada.
Finalmente todos sus materiales de construcción,
serán 100% reciclados o reutilizados.
09
El desarrollo del proyecto
1- ARQUITECTURA DEL BARCO / A- Plano Vélico
Está en proceso de estudio la posibilidad de
reciclar el tejido de velas antiguas o la fabricación
de otras nuevas con fibras recicladas de
Keblar/Carbono. En este punto y dada la
importancia en la configuración competitiva del
barco, la decisión final será de una gran
importancia, en gran parte debido a que estas
velas son el motor del barco.
El barco dispone de las siguientes velas:
• Mayor
• Génova
• Solent
• Stay sail
• Código 0
• Gennaker
• Spinnaker
Finalmente todos sus materiales de construcción,
serán 100% reciclados o reutilizados.
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El desarrollo del proyecto
1- ARQUITECTURA DEL BARCO / A- Quilla pivotante
En los barcos IMOCA Open 60, cuya navegación
principal se caracteriza por ser con vientos
portantes, se suele usar una orza o quilla
pivotante (canting keel ). Una vez dimensionada
la quilla tras los ensayos con el banco de pruebas
en el Canal de Ensayos Hidrodinámicos de El
Pardo (CEHIPAR), se procederá a diseñar el
sistema hidráulico. El sistema hidráulico
desarrollado constará de dos cilindros hidráulicos
que sujetan la cabeza de la quilla accionados
mediante una bomba hidráulica, cuyos pistones
se optimizarán al máximo para reducir el peso de
los cilíndros. La bomba hidráulica se accionará
mediante un motor eléctrico, el mismo modelo
que el que se usará para el sistema propulsivo de
emergencia, pero también se desarrollará una
bomba manual.
Finalmente todos sus materiales de construcción,
serán 100% reciclados o reutilizados.
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El desarrollo del proyecto
1- ARQUITECTURA DEL BARCO / A- Daggerboards
Los daggerboards son los apéndices que
producen la sustentación lateral cuando la quilla
(o canting keel ) está inclinada. Para su diseño se
considerará la nueva normativa que regula la
aplicación de “Foils” en estos apéndices, teniendo
en cuenta que la mejor opción será los retráctiles
y con un perfil asimétrico, escogido para actuar
en ciertas condiciones y ángulos de ataque y
generar así una mayor sustentación.
Finalmente todos sus materiales de construcción,
serán 100% reciclados.
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El desarrollo del proyecto
1- ARQUITECTURA DEL BARCO / A- Timones
El sistema de gobierno del IMOCAeco constará
de dos timones, situados a cada lado de la
embarcación y en popa. La propuesta de diseño
de los timones se desarrolla con el objetivo de
generar cierta sustentación y mejorar su
rendimiento. Una vez realizados los ensayos
en el CEHIPAR se escogieran los timones
retráctiles para crear una rotura menos
perjudicial para el avance de la embarcación en
caso de colisión.
Finalmente todos sus materiales de construcción,
serán 100% reciclados.
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El desarrollo del proyecto
2- GENERACIÓN DE ENERGÍA / A- Sistema
El desafío tecnológico en el ámbito energético és
desarrollar un sistema de generación de energía
con fuentes de alimentación renovables que
pueda competir con los equipos actuales
(alimentados por combustibles fósiles) que
equipan los veleros de alta competición. El
primer paso ha sido realizar un estudio intensivo
de las diversas fuentes de energías renovables
existentes en la actualidad y la selección de las
más adecuadas para la integración en el banco
de pruebas y para su utilización en aplicaciones
de sistemas energéticos móviles. El sistema de
generación de energía está formado en realidad
por dos sistemas: uno para el funcionamiento en
condiciones normales y otro para las de
emergencia. El mecanismo de funcionamiento
parte de la conversión de energía solar, eólica e
hidrodinámica para generar energía eléctrica. La
energía captada de las fuentes renovables se
almacena en baterías de alta densidad
energética.
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El desarrollo del proyecto
2- GENERACIÓN DE ENERGÍA / A- Sistema de emergencia
15
El sistema de emergencia estará basado en la
alimentación con hidrógeno obtenido a partir de
energías renovables y almacenado en tanques a
alta presión, convertido en electricidad por unas
pilas de combustible.
Ambos sistemas alimentarán un motor eléctrico
de propulsión, de imanes permanentes, de alto
par y reducido peso. Se trata de un motor
síncrono, especialmente indicado para su uso en
este tipo de aplicaciones, por su robustez,
carencia de mantenimiento y alto rendimiento
en la conversión de energía eléctrica en
mecánica. El aporte principal de energía (solar,
hidroeléctrica, eólica, etc.) será diferente
dependiendo de la velocidad,latitud, condiciones
meteorológicas y el rendimiento en regata. Esta
gestión se realiza con la ayuda de un sistema
inteligente automático, aunque será controlada y
puede ser modificada por el tripulante, lo que
añade a sus funciones la de “gestor de la
energía” de la embarcación para o
ptimizar el suministro y almacenaje.
El desarrollo del proyecto
3- ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA / A- Energía Solar
Se desarrollará un sistema de paneles solares
capaces de resistir los esfuerzos termomecánicos,
más manejable y con materiales más resistentes a
la radiación. Se emplearan los paneles de lámina
delgada semiflexible para adaptarse a la forma
del casco con tecnología monocristalina y formar
así una estructura única. Las placas solares, se
integraran en el casco de la embarcación
formando paneles solares independientes.
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El desarrollo del proyecto
3- ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA / B- Energía Eólica
Se instalarán dos aerogeneradores, cada uno de
ellos capaces de producir una potencia de hasta
350W. Después de realizar las pruebas necesarias
para hallar los grados de eficacia del sistema y los
requerimientos de capacidad energética en cada
zona de navegación, y una vez conocida la
situación de las placas solares, se determinará la
posición de los generadores eólicos en la parte
posterior de la embarcación.
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El desarrollo del proyecto
3- ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA / C- Energía hidroeléctrica
El objetivo será poder asegurar una potencia
determinada en unas condiciones de viento
concretas. Para ello se ha desarrollado un sistema
de dos generadores hidrodinámicos con una
potencia de 400W cada uno, sumergidos en la
parte posterior del barco. El sistema contará con
un dispositivo de seguridad que se activa
automáticamente en caso de colisión y que eleva
los generadores a una posición segura.
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El desarrollo del proyecto
3- ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA / D- Baterías de almacenamiento
Para elegir las baterías de almacenamiento, se ha
elaborado un estudio de la viabilidad en función
de los proveedores existentes posibles con la
premisa de obtener el sistema de baterías más
seguro y estable, no el que más energía
proporcione. Se simularán las situaciones de
carga y descarga de las baterías según los
posibles escenarios a los que puede verse
sometida la embarcación a lo largo de sus
recorridos para validar el funcionamiento
energético global del sistema.
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El desarrollo del proyecto
3- ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA / E- Pila de hidrógeno
La pila de combustible de hidrógeno constituye
el sistema de producción energética de
emergencia. Su objetivo es asegurar un cierto
aporte energético en aquellas situaciones en las
que no se puedan utilizar el resto de subsistemas
energéticos. La necesidad de instalar un sistema
de hidrógeno como el planteado es poder
asegurar la autonomía de la embarcación
reduciendo el peso del sistema lo máximo
posible.
20
GRACIAS!!
Datos de contacto
Dirección de Proyecto: Sergi Tena
[email protected]
+34 627 97 00 16
C/ Roser, 13
Sant Just Desvern
08960 Barcelona
+34 93 372 56 33
www.oceanicteam.com
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